JP3138336B2 - ガスバーナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小型ガス機器、例えば
温風暖房器に使用されるガスバーナに関する。

【０００２】

【従来の技術】かかるガスバーナにおいては、ＮＯｘ発
生量を低減するとともに、ターンダウン比を大きくする
ことが要求され、従来では、空気過剰率の高い希薄混合
ガスを鉄、銅、ステンレス等の金網により噴出流速を抑
えることによりリフト防止して燃焼させる全一次希薄燃
焼式や、空気過剰率の低い混合ガスを先ず１段目で燃焼
させ不足の空気を２段目で２次燃焼用空気として供給し
て燃焼させる２段燃焼式の構成としていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のガスバーナで全一次希薄燃焼式の構成のものでは、
希薄混合ガスを燃焼させることにより火炎温度が低くな
ること、及び、鉄、銅、ステンレス等の金網による還元
作用によりＮＯｘ発生が抑制されることにより、ＮＯｘ
発生量を低減できるものの、混合ガスの供給量が少ない
低インプットの範囲では、前記金網により混合ガスの流
動抵抗が大きくなって混合ガスの噴出が不安定となり安
定燃焼させることができないため、ターンダウン比を大
きくできないという問題があった。

【０００４】又、上記従来のガスバーナで２段燃焼式の
構成のものでは、金網等の混合ガスの流動抵抗を大きく
するものがないので、混合ガスの供給量が少ない低イン
プットの範囲でも安定燃焼できてターンダウン比を大き
くできるものの、空気過剰率の低い混合ガスを２段燃焼
させるので火炎温度が高くなるため、ＮＯｘ発生量が高
くなるという問題があった。

【０００５】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、ＮＯｘ発生量を低減し得るとと
もに、ターンダウン比を大きくし得るガスバーナを提供
する点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるガスバーナ
の特徴構成は、燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスを噴
出する混合ガス噴出部の複数が、それら複数の混合ガス
噴出部に混合ガスを供給する混合ガス供給部の混合ガス
供給方向に並置される状態で、且つ、混合ガスを同一の
燃焼空間に噴出する状態で設けられ、前記混合ガス供給
部が、前記混合ガス供給方向において下手側に位置する
混合ガス噴出部に供給する混合ガスの供給圧を、上手側
に位置する混合ガス噴出部に供給する混合ガスの供給圧
よりも高くするように構成されている点にある。

【０００７】

【作用】上記特徴構成によれば、混合ガス供給量が多い
高インプットの範囲では、各混合ガス噴出部から噴出さ
れる混合ガスの噴出流速は速くなるものの、混合ガス供
給方向において上手側に位置する混合ガス噴出部に供給
する混合ガスの供給圧は下手側に位置する混合ガス噴出
部に供給する混合ガスの供給圧よりも低くなるので、そ
の上手側に位置する混合ガス噴出部からの混合ガスの噴
出流速は抑制されるので、リフトせずに安定燃焼する噴
出流速となり、その上手側に位置する混合ガス噴出部か
ら噴出される混合ガスはリフトせずに安定燃焼する。一
方、下手側に位置する混合ガス噴出部から噴出される混
合ガスは、その噴出流速が速くなるものの、上手側に位
置する混合ガス噴出部の安定燃焼火炎による保炎作用に
よりリフトが効果的に抑制されて安定燃焼する。

【０００８】又、混合ガスの供給量が少ない低インプッ
トの範囲では、混合ガス供給方向において下手側に位置
する混合ガス噴出部からの混合ガスの噴出流速は、前記
高インプットのときの噴出流速よりも遅くなってリフト
せずに安定燃焼する噴出流速となり、その下手側に位置
する混合ガス噴出部から噴出される混合ガスはリフトせ
ずに安定燃焼する。一方、上手側に位置する混合ガス噴
出部から噴出される混合ガスは、その噴出流速はかなり
遅くなるものの、下手側に位置する混合ガス噴出部の安
定燃焼火炎による保炎作用により安定燃焼する。

【０００９】

【発明の効果】その結果、混合ガスを空気過剰率の高い
希薄混合ガスとし、インプットが広範囲にわたっても、
混合ガス供給方向に並置された複数の混合ガス噴出部の
うちで、いずれかの混合ガス噴出部から噴出される混合
ガスの噴出流速をリフトせずに安定燃焼する噴出流速と
することができるので、その混合ガス噴出部からの噴出
混合ガスを安定燃焼させて、その安定燃焼火炎による保
炎作用により他の混合ガス噴出部からの噴出混合ガスを
安定燃焼させることにより、バーナ全体として安定燃焼
させることができ、もって、ターンダウン比を大きくす
ることができるようになった。しかも、希薄混合ガスを
燃焼させることにより火炎温度が低くなるので、ＮＯｘ
発生量も低減することができるようになった。

【００１０】

【実施例】以下、図１ないし図３に基づいて、実施例を
説明する。

【００１１】先ず、ガスバーナの全体構成について説明
する。図中の１は、バーナケーシングであり、そのバー
ナケーシング１の正面視における左右方向（以下、左右
方向と称する）の中心に中心縦壁１Ａを立設して、バー
ナケーシング１内に左右二つのバーナ空間を形成してあ
る。そして、左右二つのバーナ空間夫々に対して同一構
成で、上下方向に上から順に、バーナ部Ａ、そのバーナ
部Ａに対して混合ガスを上方方向に供給する混合ガス供
給部Ｂ、燃料ガスと燃焼用空気とを混合する混合部Ｃを
配設してある。又、図３中に示すＤは、左右両側の混合
部Ｃ，Ｃに燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置Ｄであ
る。

【００１２】次に、図１ないし図３に基づいて、バーナ
部Ａについて説明する。バーナ部Ａは、バーナ空間上方
部に、長手方向視の縦断面形状が概ねＶ字形状の噴出部
形成用壁体２を、その長手方向を前記左右方向に沿わす
状態で設け、その噴出部形成用壁体２により、上下２段
のガス噴出部２Ａ，２Ｂを形成するとともに、Ｖ字形状
の内方空間を燃焼空間３とすることにより構成してあ
る。つまり、混合ガス供給部Ｂから上方方向に供給され
る混合ガスを燃焼空間３に噴出する二つの混合ガス噴出
部２Ａ，２Ｂを、混合ガス供給部Ｂの混合ガス供給方向
に並置する状態で、上下２段に設けてあり、以下、混合
ガス供給方向において上手側に位置する混合ガス噴出部
２Ａを、下部混合ガス噴出部２Ａと、及び、下手側に位
置する混合ガス噴出部２Ｂを、上部混合ガス噴出部２Ｂ
と称する。

【００１３】噴出部形成用壁体２は、その長手方向視お
いて、底部２ａと、その底部２ａの両側縁部夫々から上
側ほど離れる傾斜姿勢で延設した下部傾斜壁２ｂ，２ｂ
と、下部傾斜壁２ｂ，２ｂ夫々の上側縁部から外側に延
設した下部段部２ｃ，２ｃと、下部段部２ｃ，２ｃ夫々
の外側縁部から上側ほど離れる傾斜姿勢で延設した上部
傾斜壁２ｄ，２ｄと、上部傾斜壁２ｄ，２ｄ夫々の上側
縁部から外側に延設した上部段部２ｅ，２ｅを備える状
態で形成してある。そして、上部段部２ｅ，２ｅ夫々の
外側縁部をバーナケシング１の上側縁部に接続してあ
る。

【００１４】噴出部形成用壁体２の底部２ａには、前記
長手方向に沿って複数の混合ガス噴出孔を列状に配置し
た混合ガス噴出孔列４ａを形成してある。又、下部傾斜
壁２ｂ，２ｂ夫々には、４列の混合ガス噴出孔列４ｂ，
４ｃ，４ｄ，４ｅを上下方向に並設する状態で形成して
あり、上部傾斜壁２ｄ，２ｄ夫々には、６列の混合ガス
噴出孔列４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉ，４ｊ，４ｋを上下方
向に並設する状態で形成してある。尚、上記の各混合ガ
ス噴出孔列は、隣接する混合ガス噴出孔列夫々の混合ガ
ス噴出孔が互いに食い違い状態で千鳥状になるように形
成してある。又、各混合ガス噴出孔列の混合ガス噴出孔
の孔径は、例えば、混合ガス噴出孔列４ａを３ｍｍ、混
合ガス噴出孔列４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，
４ｈ夫々を１．２ｍｍ、混合ガス噴出孔列４ｊ，４ｋ夫
々を１．４ｍｍとしてある。

【００１５】つまり、下部混合ガス噴出部２Ａを、底部
２ａと両側の下部傾斜壁２ｂ，２ｂとにより構成してあ
り、又上部混合ガス噴出部２Ｂを、両側の上部傾斜壁２
ｄ，２ｄにより構成してある。

【００１６】次に、図１ないし図３に基づいて、混合ガ
ス供給部Ｂについて説明する。噴出部形成用壁体２の裏
面とバーナケシング１の内面とにより噴出部形成用壁体
２の外側（燃焼空間３とは反対側）に形成される空間を
混合ガス供給部Ｂとしてあり、更に、混合ガス供給部Ｂ
においては、噴出部形成用壁体２の裏面における下部段
部２ｃの外側縁部と上部傾斜壁２ｄの下側縁部との接続
箇所夫々から、下方側に、隔壁体５，５夫々を延設する
ことにより、下部混合ガス噴出部２Ａに臨む部分と、上
部混合ガス噴出部２Ｂに臨む部分とに区画してあり、
又、隔壁体５，５夫々の下側縁部夫々に、多数の孔を穿
設したパンチング板６を架設してある。

【００１７】つまり、混合ガス供給部Ｂは、後述する混
合部Ｃから上方に流動してくる混合ガスを下部混合ガス
噴出部２Ａ及び上部混合ガス噴出部２Ｂ夫々に対して、
パンチング板６による流量抑制作用により、下部混合ガ
ス噴出部２Ａに供給する混合ガスの供給圧が上部混合ガ
ス噴出部２Ｂに供給する混合ガスの供給圧よりも低くな
る状態で供給するように構成してある。具体的には、パ
ンチング板６の孔の個数及び孔径を適宜設定することに
より、下部混合ガス噴出部２Ａに対する供給圧と上部混
合ガス噴出部２Ｂに対する供給圧との比が、１対２にな
るようしてある。

【００１８】つまり、下部混合ガス噴出部２Ａ及び上部
混合ガス噴出部２Ｂの二つを、混合ガス供給部Ｂの混合
ガス供給方向に並置する状態で、且つ、混合ガスを同一
の燃焼空間３に噴出する状態で設けてあり、混合ガス供
給部Ｂが、前記混合ガス供給方向において下手側に位置
する上部混合ガス噴出部２Ｂに供給する混合ガスの供給
圧を、上手側に位置する下部混合ガス噴出部２Ａに供給
する混合ガスの供給圧よりも高くするように構成してあ
る。

【００１９】次に、図２及び図３に基づいて、混合部Ｃ
について説明する。混合部Ｃは、バーナ空間における混
合ガス供給部Ｂの下方部分において、バーナケシング１
の内面に対して前記左右方向に沿わす状態で上下２段に
並設する状態で付設した長尺状で且つその長手方向視の
縦断面形状が三角形状の流路狭窄体７，８と、それら流
路狭窄体７，８の間で且つ前記左右方向に沿わす状態で
配設した長尺状の流路分離板９とから構成している。

【００２０】混合部Ｃに燃料ガスを噴出する燃料ガス噴
出管１０を、下側流路狭窄体８に並設する状態で配設し
てあり、その燃料ガス噴出管１０には、その長手方向に
沿って多数の燃料ガス噴出孔１０ａ，１０ａを、両側の
下側流路狭窄体８，８夫々の下部傾斜壁８ａに対して燃
料ガスを噴出するように列状に形成してある。

【００２１】又、図中の１１は、混合部Ｃにバーナケシ
ング１の下部開口から左右両側のバーナ空間に対して燃
焼用空気を供給する送風機である。尚、バーナケシング
１の下部開口には、整流用のパンチング板１２を設けて
ある。

【００２２】つまり、混合部Ｃにおいては、燃料ガス噴
出孔１０ａ，１０ａから両側の下側流路狭窄体８夫々の
下部傾斜壁８ａに対して噴出された燃料ガスと、その燃
料ガスに対して下方側から送風機１１により供給された
燃焼用空気とが混合し、その混合ガスが、両側の下側流
路狭窄体８，８により形成される巾狭流路を流動した
後、流路分離板９に衝突して渦流状態で且つ流路が両側
に分離される状態で流動し、更に、両側の上側流路狭窄
体７，７により形成される巾狭流路を流動する。もっ
て、混合部Ｃを、混合ガスにおける燃料ガスと燃焼用空
気との混合状態が良好となるように構成してある。

【００２３】次に、図３に基づいて、燃料ガス供給装置
Ｄについて説明する。尚、以下の説明においては説明を
明瞭にするため、バーナケーシング１の正面視におい
て、左右両側のバーナ空間夫々に設けた燃料ガス噴出管
を夫々、１０Ｌ，１０Ｒと称する。

【００２４】燃料ガス供給管１３に、電磁式比例弁１４
を介装するとともに、その電磁式比例弁１４の下手側で
燃料ガス供給管１３を分岐管１３Ｌと１３Ｒとに分岐
し、分岐管１３Ｌを燃料ガス噴出管１０Ｌに、及び、分
岐管１３Ｒを燃料ガス噴出管１０Ｒに夫々接続し、分岐
管１３Ｌに電磁式開閉弁１５を介装して、燃料ガス供給
装置Ｄを構成してある。

【００２５】次に、燃料ガス供給装置Ｄにより、インプ
ット量を調整するための制御構成について説明する。

【００２６】インプットが最大から１／３までは、電磁
式開閉弁１５を開成状態にして、左右両側の混合部Ｃ，
Ｃに燃料ガスを供給して左右両側のバーナ部Ａ，Ａにて
燃焼させる状態で、電磁式比例弁１４の開度を調整する
ことにより、インプットを調整する。インプットが１／
３から１／５までは、電磁式開閉弁１５を閉成状態にし
て、左側の混合部Ｃに対する燃料ガス供給を停止して右
側の混合部Ｃにのみ燃料ガスを供給して右側のバーナ部
Ａにて燃焼させる状態で、電磁式比例弁１４の開度を調
整することにより、インプットを調整する。

【００２７】尚、送風機１１から供給される燃焼用空気
の供給量を、インプットに応じて調整することにより、
バーナ部Ａに供給する混合ガスを、空気過剰率が１．４
〜１．７の希薄混合ガスとしてある。

【００２８】次に、図４に基づいて、上述の如く構成し
たガスバーナＧを搭載した温風暖房器の構成について説
明する。

【００２９】箱型のケーシング２１の前面下部にケーシ
ング２１の内部の風路２２に連通する温風吹出口２３
を、ケーシング２１の背面上部に風路２２に連通する空
気吸込口２４を夫々形成し、風路２２において、ガスバ
ーナＧを上流側に、ファン２５を下流側に配置し、もっ
て、温風暖房器を構成してある。

【００３０】つまり、ファン２５の送風作用により、空
気吸込口２４から吸い込んだ対流用空気を、風路２２の
通流途中でガスバーナＧからの燃焼ガスと混合させて、
それら対流用空気と燃焼ガスとの混合気を温風吹出口２
３から吐出させるようにしてある。

【００３１】〔別実施例〕上記実施例では、二つの混合
ガス噴出部２Ａ及び２Ｂを、混合ガス供給部Ｂの混合ガ
ス供給方向に並置する状態で設ける場合について例示し
たが、三つ以上の混合ガス噴出部を、混合ガス供給部Ｂ
の混合ガス供給方向に並置する状態で、且つ、混合ガス
を同一の燃焼空間３に噴出する状態で設け、前記混合ガ
ス供給部Ｂが、前記混合ガス供給方向において下手側に
位置する混合ガス噴出部に供給する混合ガスの供給圧
を、上手側に位置する混合ガス噴出部に供給する混合ガ
スの供給圧よりも高くするように構成しても良い。尚、
この場合は、孔の個数、あるいは、孔径を異ならせた複
数のパンチング板を配設することにより、混合ガス噴出
部夫々に供給する混合ガスの供給圧を調節する。

【００３２】又、複数の混合ガス噴出部を形成するため
の噴出部形成用壁体２の形状は、種々変更可能である。

【００３３】又、噴出部形成用壁体２に形成する混合ガ
ス噴出孔列の列数、各混合ガス噴出孔列における混合ガ
ス噴出孔の配置構成、及び、混合ガス噴出孔の形状及び
大きさも種々変更可能である。

【００３４】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかるガスバーナの混合ガス
噴出部及び混合ガス供給部付近の切り欠き斜視図

【図２】本発明の実施例にかかるガスバーナの側面断面
図

【図３】本発明の実施例にかかるガスバーナの正面断面
図

【図４】本発明の実施例にかかるガスバーナを搭載した
温風暖房器の側面断面図

【符号の説明】

２Ａ，２Ｂ 混合ガス噴出部 ３ 燃焼空間 Ｂ 混合ガス供給部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−28733（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−21110（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−251711（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−38517（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−147621（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−149327（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−102041（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23D 14/02 - 14/08 F23C 11/00 322

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスを噴
   出する混合ガス噴出部（２Ａ），（２Ｂ）の複数が、そ
   れら複数の混合ガス噴出部（２Ａ），（２Ｂ）に混合ガ
   スを供給する混合ガス供給部（Ｂ）の混合ガス供給方向
   に並置される状態で、且つ、混合ガスを同一の燃焼空間
   （３）に噴出する状態で設けられ、前記混合ガス供給部
   （Ｂ）が、前記混合ガス供給方向において下手側に位置
   する混合ガス噴出部（２Ｂ）に供給する混合ガスの供給
   圧を、上手側に位置する混合ガス噴出部（２Ａ）に供給
   する混合ガスの供給圧よりも高くするように構成されて
   いるガスバーナ。